《军武次位面》
“星链”项目提出以来，一直受到人们的广泛关注，一期计划发射1.2万颗卫星为地面提供高速互联网接入服务。根据欧洲航天局的数据，截至2022年1月5日, 人类自“斯普特尼克一号”以来已经发射了12480颗卫星，在轨运行的大约有4900颗。经过了36次发射后，发射总数达到了2091颗，由于故障和技术迭代等原因，已经至少有两百颗卫星离轨。
SpaceX公司创始人马斯克今年1月15日称，目前有1469颗正在工作的“星链”卫星，还有272颗正在向预定轨道行进。“星链”项目不仅引起公众的热议，也引起业内人士的赞成或是担忧。中国向联合国提供的，关于“星链”卫星危险接近中国空间站的消息更是把“星链”项目推上风口浪尖。连自己人美国国家航空航天局（NASA）也坐不住了，在文件中表示，在去年发生的所有航天器危险接近中，“星链”卫星占了一半，对天文观测以及航天发射都造成了重大影响。
传统的通信卫星大都位于3.6万千米高度的地球静止轨道，理论上只要三颗卫星就能覆盖全球，但是过远的距离带来了信号上的衰减，需要通信卫星携带直径十几米的巨大的天线。过远的距离也造成了通信延时，如果从地面以光速发射电磁波到卫星再回到地面，最少也要耗时大约240毫秒。如果把轨道降到500公里，则只要3.3毫秒。
▲传统的通信卫星都带着大大小小的“锅”
降低轨道虽然有很多好处，但也有很多弊端，轨道降低后，卫星覆盖的范围就会大幅降低，而且相对地面的速度也会更快，这意味着需要用大量的卫星才能做到全球覆盖。 “星链”并不是最早提出并实践的，作为前辈 “铱星”卫星主要提供通话和短信服务，由66颗工作卫星和9颗在轨备份卫星组成。“星链”计划为地面提供100兆的高速互联网服务，所需的带宽要比“铱星”高得多，因此规划了近期1.2万颗，远期4万颗的宏大目标。
▲“星链”采用相控阵天线，只需要不大的天线
为了便于堆叠，“星链”卫星呈扁平状，尺寸为3.2x1.6x0.2m，每颗“星链”卫星重约230公斤，为了减小体积每颗卫星只有一个太阳能电池阵列。“猎鹰9号”火箭负责将“星链”卫星送入440公里的轨道上。火箭的第二级在释放载荷时，会慢慢自转，这60颗卫星在制造的时候，就通过调整内部元器件而拥有不同的惯量，就像洗衣机脱水一样，通过旋转将卫星甩离火箭。卫星在440公里的轨道上进行检测后，使用以氪为燃料的霍尔推进器升高到550公里高的轨道。以往的霍尔推进器使用氙气作为燃料，“星链”卫星为了降低成本使用性能相差不大，但更加廉价的氪为燃料。
▲“猎鹰9号”火箭以及整流罩内堆叠的“星链”卫星
“猎鹰9号”是首款实用的可回收火箭，每次发射报价在5000-8000万美元。马斯克在采访时声称，重复使用的成本仅为1500万美元，翻新回收的助推器成本仅为25万美元，如果能回收整流罩，还能再省下数百万美元。按每次最多60颗卫星计算，1.2万颗卫星需要发射2000次发射，发射成本需要300亿美元。
2019年7月22日，一网公司正式启用自己先进的卫星批量制造工厂。该工厂开创了利用自动生产、组装流水线进行大规模、低成本卫星生产的模式。工厂目前有两条生产线，每条生产线每天可制造1颗卫星。通过采用这种工业级大规模生产技术，大大缩短了卫星制造的时间，生产成本也可降至传统卫星的1/50。SpaceX公司也建立了自己的卫星制造流水线。该公司在今年7月份提交给美国联邦通信委员会的报告显示其位于西雅图的工厂每月可生产120颗“星链”卫星的能力。同时，标准化卡槽的设计也降低了后续卫星升级的难度和要求。公司高管曾透露，卫星的价格远低于50万美元，如果取一半25万美元计算，1.2万颗卫星只需要30亿美元。巨大的产量有助于产生规模效应，压缩生产成本，达到这个数字是完全可能的。
▲“星链”普通款地面终端，售价499美元
地面上的“星链”用户需要花费499美元购买一个披萨盒大小的接收器和配套的无线路由器，每月的价格为99美元。据计算，每套设备的价格为2000-2500美元，SpaceX公司完全是在亏本卖设备，期望获得更多用户，指望后期的服务费用盈利。每一季度Speedtest.net网站就会发布一份“星链”的网速和延迟报告。根据21年第四季度的报告，“星链”的下载速度中位数为97.23 Mbps，延迟的中位数为42毫米，除了延迟稍高外，已经达到了传统的百兆有线宽带的水平。2022年2月1日推出了一款新的终端，速率达到了原来的两倍，而且受天气的影响更小。硬件费用为 2500 美元，服务费用为每月500美元，还需要500美元的押金显然是面向企业。如此高速的通信方式自然引起了美军的兴趣，美国空军与SpaceX签署了一项价值约2800万美元的协议，以进行实验并评估“星链”网络的性能，在一次机载飞行测试中，“星链”的下载速度达到了610兆，相当于13秒就能传输1G的信息。
▲新款用户终端
尽管“星链”为偏远地区提供低成本的互联网，但是对航天活动和天文观测造成了很大的困扰。在“星链”的首次发射后，就有天文观测者拍摄到了“星链”卫星的图像，卫星排成一列像一串珍珠一样通过夜空。常人可能觉得很美，但是对天文学家来说，这就是一场灾难。
▲2019年5月24日观测到的首批60颗“星链”卫星
卫星上巨大的太阳能板和天线能够反射太阳光，亮度让所有人感到惊讶。随着“星链”卫星数量的不断增加，大量的观测图像上出现了“星链”卫星的轨迹，受影响的图像的比例急剧上升，从2019年底的0.5%上升到2021年底的20%，极大影响了天文观测。在日出和日落的时候，反光尤为明显，对于发现来自太阳方向的潜在危险小行星造成了巨大的影响。
▲“星链”引起的亮条纹对天文观测造成了严重干扰
即使是射电天文也无法幸免，“星链”卫星不断向地面发射电磁波，影响了敏感的射电天文望远镜。为了解决这个问题，SpaceX公司在新的名为“DarkSat”的卫星将白色的天线涂成了黑色，新卫星的亮度削减了55%。虽然较为有效，但对天文学家的要求来说相去甚远。把卫星涂成黑色对散热造成了较大的影响。SpaceX公司倾向于在卫星上安装了名为“VisorSat”的遮光板，亮度将下降为原来的20%，未来还将调整太阳能板的位置减少反射。
▲将白色的天线涂成黑色以减少反光
▲名为“VisorSat”的遮光板
▲在日出和日落的时候将太阳能板从垂直方向翻转到水平方向减少反光
1978年，美国科学家唐纳德·凯斯勒提出一种理论：近地轨道的物体足够多时，如果一颗卫星偏离轨道或者遭到一颗流星的撞击，将产生连锁反应，进而有大量卫星被毁，变成太空垃圾，造成近地轨道在几十年内无法使用。随着“星链”卫星的大量发射，这种可能性在不断增加。2019年9月欧洲航天局(ESA)控制一颗名为“风神”(Aeolus)的风场监测卫星进行规避机动，避免撞上“星链”44号卫星，这是首批60颗“星链”卫星中的一颗。欧洲航天局从美国军方得知碰撞概率为一千分之一，这个概率看起来很小，但是已经比安全范围高了10倍。2021，中国空间站更是两次机动规避“星链”卫星。根据计算机模型，每周会当时，有“星链”卫星参的距离超过1公里的航天器相遇事件会发生大约1600次，占了所有此类事件的50%。这个数字随着“星链”卫星数量的增加不断上升。当第一代所有的1.2万颗卫星全部发射时，将达到90%，严重影响近地轨道的安全性。尽管，SpaceX公司声称“星链”具有主动避碰系统，但从这几次事件来看，该系统的可靠性堪忧。整个低轨卫星星座的空间容量仅为6万颗左右，预计到2029年，地球近地轨道将部署约5.7万颗卫星。SpaceX公司通过快速发射大量的“星链”可以挤占大量轨道资源，迫使后来者选择别的轨道，提高与 “星链”竞争的难度。
据估计，全球共有37亿人无法访问互联网，无法享受互联网带来的便利。即使在美国也有超过6%的人口（2100万人）不能上网，超过1.57亿美国人没有宽带。“星链”项目给这些人群提供了一个接入互联网的途径，但是每月99美元的价格对于贫困人群来说是不乏承受的负担。2月15日，马斯克宣布，有超过25万个“星链”用户终端在运行，年收入将达到3亿美元。以每个用户100 Mbps 带宽计算，“星链”可以同时支持网络上多达276万用户。以每月99美元计算，年收入为33亿美元。如果有750万用户，年收入近100亿美元。市场研究公司估计，全球有宽带卫星需求的用户约为1440万，“星链”的用户达到750万是很有可能的，甚至可能抢夺部分有线宽带的市场，如果加上各项增值服务，很有可能超过100亿美元。
无论结果如何，SpaceX公司勇敢地成为第一个吃螃蟹的人，此阶段面临的各类问题对于后来者来说具有极高的参考价值。为了不至于在未来的竞争中落后，中国申报了多达12992颗卫星的两个巨型卫星星座，提前抢占轨道资源才能在未来立于不败之地。随着微小卫星技术的发展壮大，各类近地轨道星座如雨后春笋般冒出。未来几年内，近地轨道将有数万颗卫星在轨运行，各国之间的卫星如何管理协调，将成为一个新的国际问题。
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